機械ばねについて知っておくべきこと

春 さまざまな種類のものが、私たちの日常生活での用途に見られる一般的な素材です。力学的エネルギーを蓄える弾性体です。さまざまな種類、デザインがあり、さまざまな目的に使用されます。多くの場合、コイル スプリングを指す用語です。

静止位置からの従来のスプリングは、圧縮または伸張されると反対の力を発揮します。これは、剛性変動機能なしで発生します。長さの変化に比例します。

ばねの比率またはばね定数は、ばねが及ぼす力の変化を、ばねのたわみの変化で割ったものです。つまり、力対たわみ曲線の勾配です。ばね率の圧縮は、力を距離で割った単位として表されます。たとえば、N/m または lbf/in.

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ばね定数の逆数はコンプライアンスです。これは、バネのレートが 10 N/mm の場合、コンプライアンスは 0.1 mm/N であることを意味します。並列のスプリングの剛性またはレートは付加的です。ばねのコンプライアンスは直列です。

スプリング素材

ばねは、さまざまな種類の弾性材料から製造されます。それらの中で最も一般的なのはばね鋼です。より大きなスプリングは、製造後に硬化される焼きなまし鋼から作られています。小さくて薄いものは硬化前のストックから巻かれています。

リン、青銅、チタンなどの非鉄金属も使用されます。耐食性に優れているため、耐食性が要求される部品に役立ちます。ベリリウム銅はバネにも使われています。このようなアプリケーションに良好な電流を提供します (電気抵抗が低い)。

スプリング アプリケーション

ばねの用途は非常に広く、実際、ほとんどすべての用途でばねが使用されています。以下は、さまざまな分野やアイテムでのスプリングの用途です。

• 自動車:車両では、優れた機械的特性を持つさまざまな種類のばねが使用されています。トランスミッション、クラッチなどのサスペンション パーツ。リーフ スプリングを有効に活用してください。
• ロック機構:ロック パーツの動きをサポートします。

ばねのその他の用途には次のものがあります。

時計、ジュエリー、ペン、スプリングマットレス、スプリングシューズ、スリンキー、おもちゃ、スプリングリバーブ、エアガン、銃器など

さまざまなタイプのスプリング:

さまざまなタイプのスプリングは、次のように分類されます:

• 形状に基づく。
• 荷重がどのように適用されるか

形状に基づくスプリングの種類

機械加工されたスプリング :コイリング加工ではなく、旋盤やフライス加工で作られています。棒材は機械加工されており、さまざまな荷重ケースで作成できます。負荷には、圧縮/伸張、ねじれなどが含まれる場合があります。

板ばね :板ばね鋼製です。

サーペンタイン スプリング :太いワイヤーでできたジグザグの形をしています.

ガーター スプリング :このコイル状のスチール スプリングは両端で接続され、円形を作成します。

荷重がどのように適用されるかに基づいて:

テンション/エクステンション スプリング :このスプリング タイプは、引張り荷重で作動します。負荷がかかると伸びます。

圧縮ばね :圧縮荷重で動作します。つまり、負荷がかかると短くなります。

ねじりばね :ねじりばねは、トルクまたはねじり力です。負荷がかかると、バネの端が角度を付けて回転します。

コンスタント スプリング;このスプリング タイプでは、支持荷重はたわみサイクル全体で同じままです。

可変スプリング :コイルの負荷に対する抵抗は、圧縮中に変化します。

可変剛性スプリング :負荷に対するコイルの抵抗は、動的に変更できます。

最も一般的なスプリングのタイプ:

カンチレバー スプリング :スプリングは一方の端で固定されています。

コイルスプリング またはつる巻きばね :これらのスプリング タイプは、シリンダーの周りにワイヤーを巻き付けて作られています。 2 つのタイプがあります:

• 引張りばねまたは引張りばねは、負荷がかかると長くなります。それらのターン (ループ) は通常、アップロード位置で接触しています。
• 圧縮ばねは、負荷がかかると短くなるように設計されています。彼らのターンは、荷を下された位置で接触していません。
• 中空チューブ スプリングは、引張りばねまたは圧縮ばねのいずれかです。

渦巻ばね :コイルは圧縮下で互いに押し付けられていません。これは、圧縮コイルばねが円錐形であるためです。

ヘアスプリング またはヒゲゼンマイ :この渦巻きばねは、時計、検流計などに使用されています。

板ばね :車のサスペンション、電気スイッチ、弓などに使用される板ばね。

V スプリング :ホイールロック、フリントロック、パーカッション キャップ ロックなどのアンティークの銃器メカニズムで使用されます。

その他の一般的なタイプ:

ベルビル ワッシャーまたはベルビル スプリング :ボルトに張力を加えるために使用される円盤状のばねです。

コンスタント フォース スプリング :しっかりと巻かれたリボンで、展開時にほぼ一定の力を発揮します。

ガススプリング :一定量の圧縮ガスがあります。

理想の春 :物理学で使用されます。重量、質量、減衰の損失はありません。ばねの力は、ばねが伸びる距離に比例します。または、リラックスした位置から圧縮します。

ゼンマイ :ぜんまい仕掛けのメカニズムでパワー ストアとして使用される、らせん状のリボン形状のスプリングです。

ネガスプリング :断面がわずかに凹んだ薄い金属バンドです。巻くと平らな断面になり、ほどくと元のカーブに戻ります。これにより、変位全体で一定の力が生成されます。

プログレッシブ レート コイル スプリング ：可変レートのコイルスプリングです。これは、1 つまたは複数のコイルを圧縮したばねが隣接するコイルに寄りかかるように、ピッチを等しくしないことによって達成されます。

輪ゴム :素材が伸びたときにエネルギーを蓄える引張りばねです。

スプリング ワッシャー :ファスナーの軸に沿って一定の張力をかけるために使用されます。

ウェーブ スプリング :平角線と円盤でできています。このようなばねには、線形ばね、成形ばね、ワッシャー、およびエキスパンダーが含まれます。

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メカニカル スプリングの長所と短所

利点

以下はスプリングの利点です

• ロック
• スプリングには優れた衝撃吸収能力があります
• ラッチング
• 保持
• 簡単に設計
• より安価に生産
• 優れた緩衝効果を生み出す

短所

スプリング装置の利点にもかかわらず、1 つの制限がまだ発生します。以下はスプリングの欠点です

• 時間の経過とともに形と安定性が失われます。

リーフ スプリングの長所と短所は次のとおりです。

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